Gula mempengaruhi adhesi sel ke permukaan


Newswise – Bagaimana sel dapat menempel pada permukaan dan bergerak di atasnya? Ini adalah pertanyaan yang diteliti oleh tim peneliti internasional yang diketuai oleh Prof Michael Hippler dari University of Münster dan Prof Kaiyao Huang dari Institute of Hydrobiology (Chinese Academy of Sciences, Wuhan, China). Para peneliti menggunakan alga hijau Chlamydomonas reinhardtii sebagai organisme model mereka. Mereka memanipulasi alga dengan mengubah modifikasi gula pada protein di permukaan sel. Hasilnya, mereka mampu mengubah adhesi permukaan seluler, juga dikenal sebagai gaya adhesi. Hasilnya sekarang telah dipublikasikan di jurnal ilmiah akses terbuka eLife.

Latar belakang dan metodologi

Untuk bergerak, alga hijau memiliki dua flagela seperti benang pada permukaan selnya. Alga sebenarnya menggunakan flagela ini untuk berenang, tetapi ia juga dapat menggunakannya untuk menempel pada permukaan dan meluncur di sepanjang permukaan. Para peneliti sekarang ingin mengetahui bagaimana gerakan dan adhesi pada bagian alga dapat dimanipulasi. “Kami menemukan bahwa protein pada permukaan sel yang terlibat dalam proses ini dimodifikasi oleh gula tertentu. Jika rantai gula pada protein ini diubah, ini memungkinkan sifatnya diubah,” jelas Michael Hippler dari Institut Biologi dan Bioteknologi. Tanaman di Universitas Münster. Para ahli kemudian menggambarkan protein seperti itu sebagai N-terglikosilasi – modifikasi di mana karbohidrat dirangkai ke gugus amino. Perubahan modifikasi gula ini dengan memanipulasi alga secara genetik menunjukkan bahwa kekuatan adhesi alga dan, sebagai hasilnya, setiap adhesi ke permukaan berkurang. Pada saat yang sama, tidak ada perubahan pada sel yang meluncur di permukaan. Oleh karena itu, gaya yang jauh berkurang yang melekat pada mutan ke permukaan masih cukup, di bawah kondisi laboratorium, untuk memungkinkan luncuran berlangsung.

Untuk mempelajari proses ini, para peneliti pertama kali menggunakan apa yang disebut mutagenesis penyisipan dan metode CRISPR / Cas9 untuk menonaktifkan gen yang menyandikan enzim yang relevan dengan proses N-glikosilasi. “Langkah selanjutnya adalah menganalisis modifikasi gula dari galur alga yang diubah secara genetik ini menggunakan metode spektrometri massa,” kata Michael Hippler, menjelaskan pendekatan tim. Untuk memvisualisasikan sel-meluncur, para peneliti menggunakan metode khusus mikroskop optik – mikroskop fluoresensi refleksi internal total (TIRF). Metode ini sering digunakan untuk melakukan pemeriksaan struktur yang terletak sangat dekat dengan suatu permukaan. Untuk tujuan ini, protein fluoresen diekspresikan dalam flagela ganggang untuk membuat flagela dan sel meluncur terlihat.

Untuk mengukur seberapa besar gaya yang digunakan dalam melekatkan sel-sel individu ke permukaan, mikroskop gaya atom digunakan dan pengukuran adhesi mikropipet dilakukan bekerja sama dengan kelompok di Universitas Liverpool (Inggris) dan Max Planck Institute of Dynamics and Self -Organisasi di Göttingen. “Ini memungkinkan kami untuk memverifikasi bahwa kekuatan adhesi dalam kisaran nanometer berkurang dengan mengubah modifikasi gula protein,” tambah Kaiyao Huang.

Dua flagela pada alga hijau menyerupai misalnya tidak hanya flagela sperma tetapi juga flagela bergerak lainnya. Ini biasanya disebut ‘silia’ dan juga ditemukan di tubuh manusia – misalnya di saluran pernapasan. “Jika kami mentransfer temuan kami ke sel manusia, protein yang dimodifikasi gula dapat digunakan untuk mengubah interaksi sperma atau silia dengan semua jenis permukaan,” kata Kaiyao Huang dan Michael Hippler.

###

Partisipan penelitian

Selain peneliti dari Universitas Münster, ilmuwan dari Universitas Humboldt Berlin, Universitas Wuhan (Cina) dan Liverpool (Inggris) dan Institut Dinamika dan Organisasi Mandiri Max Planck di Göttingen berkontribusi pada penelitian ini.


Diposting Oleh : http://54.248.59.145/

About the author